ИЗБЫТОЧНЫЕ И СОЛЬВАТИРОВАННЫЕ ЭЛЕКТРОНЫ В КОНДЕНСИРОВАННЫХ ФАЗАХ (ТВЕРДОЙ И ЖИДКОЙ) ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ

Мисуркин И.А., Титов С.В.

ГНЦ РФ НИФХИ им. Л.Я. Карпова

Сформулированы условия, при которых избыточные электроны в молекулярных жидкостях и конденсированных фазах инертных газов могут заметное время сохраняться в виде сольватированных электронов. Необходимое условие - наличие у молекулы или инертного атома автоотрывного состояния (или резонанса) с достаточно низкой энергией. Электроны прилипают к основному состоянию атома или молекулы и образуют так называемый одночастичный резонанс соответствующего аниона M ^- или A ^-. Если энергия среды с анионом в автоотрывном состоянии отрицательна, то электрон имеет возможность находиться в такой среде в качестве сольватированного электрона, перескакивая с одного атома (или молекулы) на другой, и не покидает среду своего обитания. Для этого энергия поляризации среды (величина отрицательная) должна быть достаточно велика, а энергия резонанса (величина положительная) - достаточно мала. Рассмотрены примеры жидкостей (N₂, H₂), в которых не может быть сольватированного электрона. Рассмотрена история исследования и расчета энергии одночастичного резонанса для атома гелия. Проведен полуэмпирический расчет энергии 1s²2s, ¹S состояния аниона He^-с учетом корреляционных энергий (чтобы проиллюстрировать метод стабилизации, используемый при расчетах энергий резонансов).

Рассчитаны энергии поляризации среды с электроном внутри и на поверхности для твердых и жидких фаз инертных газов (He, Ne, Ar, Kr, Xe). Результаты для жидкостей прокоррелированы с экспериментальными данными по измерению работы выхода электрона с цинкового электрода в соответствующую жидкую фазу инертного газа. Рассмотрена простая модель жидкого гелия, в которой удается полуколичественно воспроизвести энергию фотовозбуждения сольватированного электрона и его экспериментальный спектр поглощения в рамках развиваемой авторами теории сольватированных электронов. Здесь, однако, возникает много вопросов, и это внушает надежду на успешное продвижение в теории квантовой жидкости (жидкого гелия), где пока присутствует слишком много классических и квази-классических представлений.